Аннотация:
Представлен обзор современного состояния исследований в области диэлектрической магноники и магнонной спинтроники. Описаны теоретические и экспериментальные методы исследования физических процессов и расчёта параметров магнонных микро- и наноструктур. Рассмотрены основные понятия магнонной спинтроники, физические эффекты, на которых она основана, а также перспективы её применения для систем обработки, передачи и приёма информационных сигналов. Особое внимание уделено возможности повышения рабочих частот магнонных устройств от гигагерцевого частотного диапазона до терагерцевого. Обсуждаются конкретные реализации элементной базы магноники, а также пути их дальнейшего развития.
Работа поддержана грантом Правительства РФ для государственной поддержки исследований под руководством ведущих учёных (проект 075-15-2019-1874), Правительством РФ (соглашение 074-02-2018-286), Российским научным фондом (грант 19-19-00607), Российским фондом фундаментальных исследований (гранты 18-29-27018, 18-29-27020, 18-29-27026, 18-37-20005, 18-37-20048, 18-57-16001, 19-29-03015, 18-57-76001, 18-07-00509, 18-52-16006), грантами Президента РФ для молодых кандидатом наук (МК-283.2019.8, МК-3607.2019.9, МК-3650.2018.9).
Поступила:6 июня 2019 г. Доработана: 5 июля 2019 г. Одобрена в печать: 11 июля 2019 г.
Образец цитирования:
С. А. Никитов, А. Р. Сафин, Д. В. Калябин, А. В. Садовников, Е. Н. Бегинин, М. В. Логунов, М. А. Морозова, С. А. Одинцов, С. А. Осокин, А. Ю. Шараевская, Ю. П. Шараевский, А. И. Кирилюк, “Диэлектрическая магноника — от гигагерцев к терагерцам”, УФН, 190:10 (2020), 1009–1040; Phys. Usp., 63:10 (2020), 945–974
M. Amel'chenko, S. Grishin, F. Ogrin, S. Nikitov, “Ultra-wideband ferromagnetic metamaterials in high-intensity magnetic biased fields”, Applied Physics Letters, 126:10 (2025)
I. V. Yanilkin, A. I. Gumarov, B. F. Gabbasov, R. V. Yusupov, L. R. Tagirov, “Temperature control of spin-wave spectra in continuously graded epitaxial Pd-Fe alloy films”, Phys. Rev. B, 111:9 (2025)
S.A. Odintsov, S.E. Sheshukova, S.A. Nikitov, A.V. Sadovnikov, “Bilayer magnonic crystal directional coupler: Interlayer spin-wave coupling and formation of localized beams within a three-dimensional magnonic architecture”, Phys. Rev. Applied, 23:3 (2025)
Н. Д. Лобанов, О. В. Матвеев, М. А. Морозова, “Влияние нелинейности на брэгговские резонансы в связанных магнонных кристаллах”, Известия вузов. ПНД, 32:1 (2024), 111–120
T. V. Bogdanova, A. A. Meshcheryakov, D. V. Kalyabin, A. B. Khutieva, A. V. Sadovnikov, A. R. Safin, S. A. Nikitov, “Influence of mechanical strains on the antiferromagnetic resonance modes of bulk α -Fe2O3”, Applied Physics Letters, 124:9 (2024)
S. A. Odintsov, S. E. Sheshukova, S. A. Nikitov, F. Y. Ogrin, A. V. Sadovnikov, “Nonreciprocal magnonic directional coupler based on metal-coated YIG adjacent stripes”, Applied Physics Letters, 124:11 (2024)
A.A. Matveev, A.R. Safin, S.A. Nikitov, “Control of the nonlinear frequency shift for the spin-transfer nano-oscillator using a bias magnetic field”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 592 (2024), 171825
Vladimir R Tuz, Andrey B Evlyukhin, “Magneto-plasmonic scattering by a disk-shaped particle made of an artificial dielectric”, J. Phys. D: Appl. Phys., 57:13 (2024), 135005
М. Е. Селезнёв, Г. М. Дудко, Ю. В. Никулин, Ю. В. Хивинцев, В. К. Сахаров, А. В. Кожевников, С. Л. Высоцкий, Ю. А. Филимонов, “Детектирование сфокусированных пучков поверхностных магнитостатических волн в структурах YIG / Pt”, Известия вузов. ПНД, 32:3 (2024), 405–418
Д. А. Волков, Д. А. Габриелян, А. А. Матвеев, А. Р. Сафин, Д. В. Калябин, А. А. Хафизов, М. Н. Маркелова, А. Р. Кауль, С. А. Никитов, “Спиновая накачка из Lu3Fe5O12”, Письма в ЖЭТФ, 119:5 (2024), 348–354; D. A. Volkov, D. A. Gabrielyan, A. A. Matveev, A. R. Safin, D. V. Kalyabin, A. A. Khafizov, M. N. Markelova, A. R. Kaul, S. A. Nikitov, “Spin pumping from Lu3Fe5O12”, JETP Letters, 119:5 (2024), 357–362
A.A. Martyshkin, S.E. Sheshukova, F.Y. Ogrin, E.H. Lock, D.V. Romanenko, S.A. Nikitov, A.V. Sadovnikov, “Nonreciprocal spin-wave beam transport in a metallized T-shaped magnonic junction”, Phys. Rev. Applied, 22:1 (2024)
Igor Yanilkin, Amir Gumarov, Igor Golovchanskiy, Airat Kiiamov, Bulat Gabbasov, Roman Yusupov, Lenar Tagirov, “Molecular beam epitaxy of Pd-Fe graded alloy films for standing spin waves control”, Journal of Vacuum Science & Technology A, 42:5 (2024)
Ю. В. Никулин, Ю. В. Хивинцев, М. Е. Селезнев, С. Л. Высоцкий, В. К. Сахаров, А. В. Кожевников, Г. М. Дудко, А. Г. Хитун, С. А. Никитов, Ю. А. Филимонов, “Спиновая накачка в структурах YIG/Pt: роль сингулярностей ван Хова”, Письма в ЖЭТФ, 119:9 (2024), 676–683; Yu. V. Nikulin, Yu. V. Khivintsev, M. E. Seleznev, S. L. Vysotsky, V. K. Sakharov, A. V. Kozhevnikov, G. M. Dudko, A. G. Khitun, S. A. Nikitov, Yu. A. Filimonov, “Spin pumping in YIG/Pt structures: role of van Hove singularities”, JETP Letters, 119:9 (2024), 688–695
О. С. Темная, С. А. Никитов, “Перекачка энергии между связанными планарными магнонными волноводами вблизи особой точки”, Письма в ЖЭТФ, 120:2 (2024), 125–129
E. S. Romanova, M. N. Smirnova, G. E. Nikiforova, V. A. Ketsko, K. I. Yanushkevich, “Synthesis, Crystal Structure, and Magnetic Properties of Y3–xCex(Fe0.5Ga0.5)5O12 (х = 0, 0.5)”, Russ. J. Inorg. Chem., 2024
D. Gabrielyan, D. Volkov, E. Kozlova, A. Safin, D. Kalyabin, S. Nikitov, “Room-temperature spin pumping from canted antiferromagnet α-Fe2O3”, Journal of Applied Physics, 136:8 (2024)
A. A. Martyshkin, E. N. Beginin, A. V. Sadovnikov, “Frequency-Selective Propagation of Spin Waves in a Three-Dimensional Magnon T-Shaped Splitter”, Tech. Phys., 69:3 (2024), 619
A. I. Serokurova, S. A. Sharko, N. N. Novitskii, M. N. Smirnova, G. E. Nikiforova, E. S. Romanova, V. A. Ketsko, A. I. Stognij, “Synthesis and Properties of Magnetodielectric Coatings Based on Photoresist and Nanosized Powder Mg(Fe0.7Ga0.3)2Ox”, Russ. J. Inorg. Chem., 2024
O. S. Temnaya, S. A. Nikitov, “Energy Transfer between Coupled Planar Magnon Waveguides Near an Exceptional Point”, Jetp Lett., 120:2 (2024), 121
V. Teplov, V. Bessonov, V. Bessonova, A. Telegin, “Incorporating magneto-crystalline anisotropy and damping in the autoresonance oscillations modeling in thin YIG films.”, Physica D: Nonlinear Phenomena, 2024, 134386